JP2000253370A - 電子透かし埋め込み方法および装置ならびに電子透かし埋め込み制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の電子透かし埋め込み方法においては、
電子透かしの方式や埋め込みビット位置など埋め込みに
関するパラメータとして予め定められた特定のものを使
用していた。そのため、万一、受信機によって予め定め
られている特定の電子透かしの方式や埋め込みビット位
置が第三者に漏れた場合、故意に電子透かしを除去、改
ざんされる恐れがあった。 【解決手段】 送信側においては、電子透かしを埋め込
もうとするデータ列またはデータ列を圧縮符号化した圧
縮符号化データストリームを分析し、その分析結果に基
づいて決定した電子透かしの方式と埋め込みビット位置
を示す鍵情報を生成し、その生成した鍵情報と上記圧縮
符号化データストリームとを送信し、受信側において
は、受信した圧縮符号化データストリームに受信した鍵
情報に従って電子透かしを埋め込むようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＰＥＧ２標準に
準拠した符号化（以下、ＭＰＥＧ２符号化と記す）デー
タ（例えば、ＭＰＥＧ２トランスポートストリームやＭ
ＰＥＧ２の映像エレメンタリストリーム）で代表される
圧縮符号化データストリームにデジタル著作物の不正コ
ピーを防止するための情報（以下、ＩＤ情報と記す）を
いわゆる電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み
方法および装置ならびに電子透かし埋め込み制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像や音声などのマルチメディア
データ（通常、デジタルデータにて構成される）の著作
権を保護するために、著作権に関するＩＤ情報をいわゆ
る電子透かしとしてデータに埋め込むことが行われてい
る。その電子透かしによって、データの不正コピーが行
われた場合、データの著作権の所在が明らかになる。通
信や放送においては、伝送するデータの著作権を保護す
るために、送信側で著作権に関するＩＤ情報を電子透か
しとして埋め込むことが行われている。また、不正コピ
ーが行われた場合、どの受信装置で受信されたものをコ
ピーしたかを特定することができるように、受信側で、
受信装置に関するＩＤ情報を電子透かしとして埋め込む
ことも行われている。

【０００３】まず、送信側でマルチメディアデータにＩ
Ｄ情報を電子透かしとして埋め込むためには、送信する
マルチメディアデータに対してあらかじめＩＤ情報を埋
め込んでおく方法と、圧縮符号化の過程においてＩＤ情
報を埋め込む方法と、さらに圧縮符号化されたデータ列
（トランスポートストリーム）に対してＩＤ情報を埋め
込む方法とがある。受信側で受信したマルチメディアデ
ータにＩＤ情報を埋め込むためには、受信したトランス
ポートストリーム（以下、ＴＳと記す）に対してＩＤ情
報を埋め込む方法と復号化した後のマルチメディアデー
タに対してＩＤ情報を埋め込む方法とがある。すなわ
ち、マルチメディアデータに電子透かし（ＩＤ情報）を
埋め込む方法には、生のマルチメディアデータに対して
埋め込む方法と、圧縮符号化の過程において埋め込む方
法と、さらに、ＴＳに電子透かしを埋め込む方法とがあ
る。

【０００４】ここで、生のマルチメディアデータに対し
て電子透かしを埋め込む方法としては、マルチメディア
データが画像データの場合、画素データの値を変化させ
ることにより直接的に電子透かしを埋め込む方式と、画
素に対しＤＣＴ(Discrete Cosine Transform) 変換、ウ
エーブレット変換などの変換を行った後の係数値を変え
て電子透かしを埋め込み、逆変換を行い、結果として電
子透かしが埋め込まれた画素データを生成する方式とが
あり、一方、受信側で受信した画像データに対して電子
透かしを埋め込む場合もこの方法で埋め込みを行うこと
ができる。画素データに直接埋め込む方式や画素に対し
ＤＣＴ変換、ウエーブレット変換などの変換を行った後
の係数値に埋め込む方式については、日経エレクトロニ
クス1997年 2月24日号の記事『「電子透かし」がマルチ
メディア時代を守る』に記載されているので参照された
い。

【０００５】圧縮符号化の過程において電子透かしを埋
め込む方法としては、ＭＰＥＧ２符号化データ作成のた
めの符号化の過程で、画素に対しＤＣＴ変換を行った後
の係数値を変えて電子透かしを埋め込み、量子化、ジグ
ザクスキャン、可変長符号化、多重化を行って、ＴＳを
生成する方法のほか、ＭＰＥＧ２符号化データの動きベ
クトルの値を変えて電子透かしを埋め込む方法などがあ
る。

【０００６】また、ＴＳに電子透かしを埋め込む方法と
しては、ＴＳを画像データにデコードしてそのデコード
された画像データに対して直接電子透かしを埋め込み、
再びエンコードしてＴＳに戻す方式と、ＴＳをＤＣＴ係
数までデコードしてＤＣＴ係数値を変えて電子透かしを
埋め込んだ後、再びエンコードしてＴＳに戻す方式と、
さらにＴＳの特定のビット列をＩＤ情報を含むビット列
に置き換えることにより直接的に電子透かしを埋め込む
方式とがある。これらのうち、ＴＳの特定のビット列を
ＩＤ情報を含むビット列に置き換え直接的に電子透かし
を埋め込む方式は、例えば、本願人の出願に係る「電子
透かし埋め込み装置および電子透かし抽出装置」（特願
平１０−１４４２３７号）明細書に記載されているので
これを参照されたい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＴＳに電子透かしを埋
め込む上述した方法において、ＴＳを画像データにデコ
ードしてそのデコードされた画像データに対して直接電
子透かしを埋め込み、再びエンコードしてＴＳに戻す方
式と、ＴＳをＤＣＴ係数までデコードしてＤＣＴ係数値
を変えて電子透かしを埋め込んだ後、再びエンコードし
てＴＳに戻す方式とは、受信機にデコーダとエンコーダ
の両方を具えていなければならず受信装置の回路規模が
大きくなるという問題があった。

【０００８】そこで、本願人に係る上記出願、特願平１
０−１４４２３７号による電子透かし埋め込み装置で
は、上記問題を解決するために、ＴＳの特定のビット列
をＩＤ情報を含むビット列に置き換えることにより直接
的に電子透かしを埋め込むようにした。

【０００９】しかし、この装置では、電子透かしの方式
や埋め込みビット位置など埋め込みに関するパラメータ
として予め定められた特定のものを使用していた。その
ため、この方法によっては、万一、受信機によって予め
定められている特定の電子透かしの方式や埋め込みビッ
ト位置が第三者に漏れた場合、故意に電子透かしを除
去、改ざんされる恐れがある。

【００１０】また、電子透かしの埋め込みによりデコー
ダの動作に破綻を生じない埋め込みビット位置を予め定
めておくことは、画像データ等が変動するものであると
いう性質上、本質的に無理がある。もし、受信側で、入
力されるＴＳを分析し、電子透かしを埋め込んでもデコ
ーダの動作に破綻を生じないでデコードしたときの映像
の画質に影響のない電子透かしの方式および埋め込みに
適したビット位置を決定しようとすれば、非常に大きな
ハードウェアが必要となり、受信機が大変高価なものに
なってしまう。

【００１１】本発明の目的は、ＴＳの特定のビット列を
ＩＤ情報を含むビット列に置き換えることにより直接的
に電子透かしを埋め込む従来の電子透かし埋め込み方法
および装置において、電子透かしの方式や埋め込みビッ
ト位置が特定されたことによる上記問題点が解決された
電子透かし埋め込み方法および装置ならびに電子透かし
埋め込み制御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、送信側の電子
透かし埋め込み制御装置で、電子透かしの埋め込み方式
やデータ列上での電子透かしの埋め込みに適した埋め込
みビット位置を決定し、それらのパラメータを、埋め込
みのための鍵情報として受信側に送り、受信側の電子透
かし埋め込み装置で、その送られた鍵情報に対応して電
子透かしを埋め込むようにした電子透かし埋め込み方法
および装置である。

【００１３】すなわち、本発明による電子透かし埋め込
み方法は、送信側においては、電子透かしを埋め込もう
とするデータ列または該データ列を圧縮符号化した圧縮
符号化データストリームを分析し、該分析した分析結果
に基づいて決定した電子透かしの方式と埋め込みビット
位置を示す鍵情報を生成し、該生成した鍵情報と前記圧
縮符号化データストリームとを送信し、受信側において
は、受信した圧縮符号化データストリームに受信した鍵
情報に従って電子透かしを埋め込むの少なくとも前記各
ステップを含んでなることを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明による電子透かし埋め込み方
法は、前記圧縮符号化データストリームがＭＰＥＧ２ト
ランスポートストリームであり、前記電子透かしの方式
と埋め込みビット位置が、ともに電子透かしを埋め込ん
でもデコーダの動作に破綻を来さず、デコードされた映
像の画質および音声の音質に影響を可及的に与えない前
記方式と前記ビット位置であることを特徴とするもので
ある。

【００１５】また、本発明による電子透かし埋め込み制
御装置は、電子透かしを埋め込もうとするデータ列また
は該データ列を圧縮符号化した圧縮符号化データストリ
ームを分析する手段、該手段によって分析した分析結果
に基づいて決定した電子透かしの方式と埋め込みビット
位置を示す鍵情報を生成する手段、および該手段によっ
て生成した鍵情報を送信する手段を少なくとも具えてな
ることを特徴とするものである。

【００１６】また、本発明による電子透かし埋め込み制
御装置は、前記圧縮符号化データストリームが、ＭＰＥ
Ｇ２トランスポートストリームであることを特徴とする
ものである。

【００１７】また、本発明による電子透かし埋め込み制
御装置は、前記鍵情報を送信する手段が、前記鍵情報を
前記圧縮符号化データストリームに多重化して送信する
手段であることを特徴とするものである。

【００１８】また、本発明による電子透かし埋め込み制
御装置は、前記鍵情報を送信する手段が、前記鍵情報を
前記圧縮符号化データストリームの伝送媒体とは異なる
伝送媒体を用いて送信する手段であることを特徴とする
ものである。

【００１９】また、本発明による電子透かし埋め込み装
置は、受信された多重化圧縮符号化データストリームか
ら圧縮符号化データストリームを再生するとともに、同
じく受信された多重化圧縮符号化データストリームから
鍵情報を抽出するそれぞれ再生および抽出手段、および
該再生手段によって再生した圧縮符号化データストリー
ムに前記抽出手段によって抽出した鍵情報に従って電子
透かしを埋め込む手段を少なくとも具えてなることを特
徴とするものである。

【００２０】また、本発明による電子透かし埋め込み装
置は、圧縮符号化データストリームを受信する手段、鍵
情報を受信する手段、および受信した前記圧縮符号化デ
ータストリームに受信した前記鍵情報に従って電子透か
しを埋め込む手段を少なくとも具えてなることを特徴と
するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、発明の
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。本発明
は、マルチメディアデータに電子透かしを埋め込むシス
テムであれば、どのようなシステムでも実施可能なもの
であるが、以下に説明する本発明の実施の形態では、シ
ステムは、放送においてＭＰＥＧ２を使用し、デジタル
放送を行う形態のものであるとする。

【００２２】図１は、ＭＰＥＧ２符号化を用いたデジタ
ル放送システムの放送局側の設備の構成例をブロック図
にて示し、また図２は、ＭＰＥＧ２符号化を用いたデジ
タル放送システムの受信者側の設備の構成例をブロック
図にて示している。図１において、１はＭＰＥＧ２エン
コーダ、２はスクランブラ、３は送信機を示し、また図
２において、４は受信機、５はデスクランブラ、６はＭ
ＰＥＧ２デコーダを示している。

【００２３】まず、図１に示す送信側において、放送し
ようとする映像信号Ｖｔと音声信号Ａｔは、ＭＰＥＧ２
エンコーダ１によりＭＰＥＧ２符号化され信号ＴＳｔ
（送信側のトランスポートストリーム）となる。信号Ｔ
Ｓｔは、スクランブラ２によってスクランブルをかけら
れ信号ＳＳｔとなり、送信機３によって受信側に送信さ
れる。

【００２４】送信された信号は、図２に示す受信機４に
より復調されて信号ＳＳｒ（データビットストリーム）
となり、さらにデスクランブラ５においてスクランブル
が解除され信号ＴＳｒとなるが、この信号ＴＳｒのデー
タ構造は、送信側における信号ＴＳｔのそれと同じ構造
になっている。ＭＰＥＧ２デコーダは、信号ＴＳｒをＭ
ＰＥＧ２復号化し、その出力側に映像信号Ｖｒと音声信
号Ａｒを得る。

【００２５】以上の放送局側、受信者側の各設備にエラ
ーが生じず、また、伝送時に全くエラーが生じなかった
場合には、信号ＴＳｔと信号ＴＳｒ、また信号ＳＳｔと
信号ＳＳｒはそれぞれ同一のものとなる。以下では、説
明を簡単にするため、各設備、および伝送時には全くエ
ラーを生じないものとする。

【００２６】上記設備で、電子透かし情報を埋め込まず
に、受信者側において、テープ、ハードディスク、ＭＯ
Ｄ(Magnetic Optical Disc) のような記録装置に信号Ｔ
Ｓｒを記録し、その複製を作成した場合、その複製デー
タは送信側の信号ＴＳｔと同一のものとなる。従って、
その複製データをＭＰＥＧ２デコーダ６に入力し、映
像、音声を再構成した場合には、放送された映像、音声
と全く変わらない画質、音質が得られることとなる。そ
のため、放送映像、放送音声に著作権があったとして
も、受信者側で容易に不正コピーを行うことが可能であ
り、しかも、受信者側の情報（例えば、どの機器を使っ
て複製が行われたのかなどの情報）は記録されていない
ため、不正コピーがどこの受信装置で行われたものであ
るかを特定することは困難である。

【００２７】図３は、本発明による電子透かし埋め込み
が行われるデジタル放送システムの放送局側の設備の構
成例をブロック図にて示し、図４は、図３に示す設備を
具えた放送局から送信される電波を受信するとともに、
本発明による電子透かし埋め込みが行われるデジタル放
送システムの受信者側の設備の構成例をブロック図にて
示している。図３、図４においては、それぞれ図１、図
２と同一機能のブロックには同一符号を付し、また、そ
の説明も省略する。

【００２８】図３では、図１中のＭＰＥＧ２エンコーダ
１が電子透かし用ＭＰＥＧ２エンコーダ７に置き換えら
れている。電子透かし用ＭＰＥＧ２エンコーダ７はＴＳ
上で電子透かしを埋め込むことが可能なビット位置を検
出し、その検出した位置のうちから実際に電子透かしを
埋め込むビット位置を決定し、電子透かしの方式や電子
透かしの埋め込みビット位置を示す鍵情報を生成し、そ
の鍵情報を例えば専用線を用いて別に送るために鍵情報
送信装置に出力するか、あるいは、ＴＳに多重して信号
ＴＳｔｋとして出力する。図３は、ＴＳに多重する場合
を示している。鍵情報を別に送る場合のＴＳ出力は図１
と同じになる。

【００２９】鍵情報が多重された信号ＴＳｔｋのデータ
構造は信号ＴＳｔと同じ構造になっていて、ＭＰＥＧ２
デコーダで正常にデコードできるものである。また、ス
クランブラ２の出力である信号ＳＳｔｋは、電子透かし
用ＭＰＥＧ２エンコーダ７によって鍵情報が多重された
上述の信号ＴＳｔｋに対してスクランブルがかけられた
信号を示している。

【００３０】図４においては、図２に含まれない電子透
かし埋め込み回路８が、デスクランブラ５とＭＰＥＧ２
デコーダ６との間に介挿されている。図４は、ＴＳに鍵
情報が多重される場合を示しているが、鍵情報を別に受
信する場合は、鍵情報が電子透かし埋め込み回路８に入
力される点が異なるだけで、基本構成は図４と変わらな
い。信号ＳＳｒｋは、送信側で鍵情報が多重され、かつ
スクランブルがかけられた信号の受信機４による受信信
号を示している。デスクランブラ５の出力である信号Ｔ
Ｓｒｋは、当該回路５によってスクランブルが解除され
た信号を示している。

【００３１】ここでは、送受信側の各設備および伝送路
において全くエラーが生じないと仮定しているため、図
３または図４にみられる信号ＴＳｔｋと信号ＴＳｒｋ、
および信号ＳＳｔｋと信号ＳＳｒｋはそれぞれ同一のも
のとなる。電子透かし埋め込み回路８の出力である信号
ＴＳｒｗは、当該回路８に鍵情報が多重化された信号Ｔ
Ｓｒｋを入力したときの出力ビットストリームを示し、
そのデータ構造は図２における信号ＴＳｒと同じ構造に
なっている。また、信号Ｖｒｗ，Ａｒｗは、電子透かし
埋め込回路８によって電子透かしが埋め込まれた信号Ｔ
ＳｒｗをＭＰＥＧ２デコーダ６に入力してＭＰＥＧ２復
号化した映像出力、音声出力をそれぞれ示している。

【００３２】放送局から受信者側に送られてきたデジタ
ルテレビジョン電波は受信機４によってデジタル信号Ｓ
Ｓｒｋに復調され、デスクランブラ５に送られる。デス
クランブラ５では、スクランブルされた信号ＳＳｒｋを
スクランブルされない信号ＴＳｒｋに変換する。変換さ
れた信号ＴＳｒｋを電子透かし埋め込み回路８に送り、
ＩＤ情報を電子透かしとしてＴＳに埋め込み、信号ＴＳ
ｒｗとしてＭＰＥＧ２デコーダ６に引き渡す。このと
き、電子透かし埋め込み回路８に入力された信号ＴＳｒ
ｋより電子透かしの鍵情報を抽出し、抽出した鍵情報に
従って電子透かしが埋め込まれる。鍵情報が専用線等で
別に送られてくる場合は、鍵情報受信装置から入力され
る鍵情報に従って電子透かしが埋め込まれる。電子透か
しが埋め込まれていても、ＭＰＥＧ２デコーダ６は正常
に動作し、映像、音声の復号化を行うことができる。

【００３３】以上の構成（図４の構成）において、デス
クランブラ５と電子透かし埋め込み回路８を一体化して
１個の集積回路（ＩＣ）にすることにより、信号ＴＳｒ
ｗ（図４参照）がスクランブルされていないデジタル信
号として取り出すことのできる唯一のデータとなる。こ
のように、デスクランブラ５と電子透かし埋め込み回路
８をそれらの回路間から信号が取り出せない１個のＩＣ
にすることで、そのＩＣの出力信号ＴＳｒｗをテープ、
ハードディスク、ＭＯＤ等に記録した場合には、電子透
かし情報がＴＳに埋め込まれたデータを記録することに
なる。従って、このデータを不正にコピーした場合に
は、どの受信装置により受信されたデータであるかを特
定することが可能となる。

【００３４】以上説明した実施形態では、受信者側で電
子透かしを埋め込むようにしているが、あらゆる場所で
電子透かしを埋め込むように変形することができる。例
えば、送信側の設備（図３に相当）をキー局に配置し、
受信者側の設備（図４に相当）をキー局により配信され
た番組を放送する放送局に置くことによって、放送局の
ＩＤを示す電子透かしを埋め込むことが可能になる。

【００３５】図５は、ＭＰＥＧ２システムのデータスト
リームの構成例の一部を示している。図５においては、
ＴＳを構成するＴＳパケットは、ＰＩＤ＝ｋのとき映
像、ＰＩＤ＝ｎのとき音声のデータであることをそれぞ
れ示し、各ＴＳパケットは、それらＴＳの開始を示すヘ
ッダＴＳＨを有している。また、各ＴＳパケットには、
ヘッダ部ＴＳＨに引き続いて画像または音声のデジタル
情報が入っている。映像ＰＥＳは、映像のパケッタイズ
ドエレメンタリストリームと呼ばれ、そのヘッダＰＥＳ
Ｈに引き続き、図示のように、ＰＩＤ＝ｋのＴＳパケッ
トに入っているＭＰＥＧ２符号化された符号化画像情報
が続いている。ＰＩＤ＝ｎのＴＳパケットからは当然に
音声のＰＥＳが形成されるが、図５には示されていな
い。

【００３６】図６は、ＭＰＥＧ２標準による符号化画像
情報の構造を示している。図６において、シーケンス
層、グループ・オブ・ピクチャー（以下、ＧＯＰと記
す）層、ピクチャー層およびスライス層は、それぞれシ
ーケンス・ヘッダ・コード（以下、ＳＨＣと記す）、グ
ループ・スタート・コード（以下、ＧＳＣと記す）、ピ
クチャー・スタート・コード（以下、ＰＳＣと記す）、
およびスライス・スタート・コード（以下、ＳＳＣと記
す）と呼ばれる各３２ビットのコードで開始されてい
る。また、シーケンス層は、シーケンス・エンド・コー
ド（以下、ＳＥＣと記す）で終了している。また、シー
ケンスヘッダ、ＧＯＰヘッダ、ピクチャーヘッダの後に
は、ユーザデータを挿入することができるようになって
いる。ユーザデータは、ユーザ・データ・スタート・コ
ード（以下、ＵＤＳＣと記す）と呼ばれる３２ビットの
コードで開始されている。

【００３７】これらの開始または終了コードは２４ビッ
トの固定コード０００００１（ＨＥＸ）に、コードの種
類を示す８ビットのコードが続いている。本実施形態で
は、受信機においてこれらのコードを検出することによ
り、スライス層の区切りまでを検出し、スライス層に含
まれ、かつ、送信側から多重化されて送られる電子透か
し埋め込みビット位置で示される位置のビット列に電子
透かしを数ビットずつに区切って埋め込むものとする。
なお、図６に示されるブロック層はエンド・オブ・ブロ
ックコード（ＥＯＢ）で終了している。

【００３８】次に、電子透かしを埋め込むビット位置を
決定し、電子透かしの方式（種類）や埋め込みビット位
置を示す鍵情報を生成して、その鍵情報をＴＳに多重す
る送信側の設備（電子透かし埋め込み制御装置）につい
て説明する。

【００３９】図７は、図１中のＭＰＥＧ２エンコーダ１
の構成をブロック図にて示している。図７において、９
は映像エンコーダ、１０は映像パケット化回路、１１は
音声エンコーダ、１２は音声パケット化回路、および１
３はＴＳ多重化回路である。

【００４０】上記において、映像エンコーダ９は、映像
信号Ｖｔの符号化を行い、映像エレメンタリーストリー
ム（以下、映像ＥＳと記す）を生成する。次段の映像パ
ケット化回路１０で、映像ＥＳにＰＥＳＨ（図５参照）
を付加し、映像ＰＥＳｔを生成する。一方、音声エンコ
ーダ１１においても音声信号Ａｔの符号化を行い音声エ
レメンタリーストリーム（以下、音声ＥＳと記す）を生
成する。次段の音声パケット化回路１２で音声ＥＳにＰ
ＥＳＨを付加し、音声ＰＥＳｔを生成する。ＴＳ多重化
回路１３は、当該回路に供給された映像ＰＥＳｔ、音声
ＰＥＳｔを多重化して多重化信号ＴＳｔ（図１参照）に
する。

【００４１】図８は、図３の電子透かし用ＭＰＥＧ２エ
ンコーダ７の一例の構成をブロック図にて示している。
図８においては、上述した図７中の映像エンコーダ９が
電子透かし用映像エンコーダ１４に置き換えられたこと
を除いて、図７の回路構成と同じである。ここに、電子
透かし用映像エンコーダ１４は、映像信号Ｖｔの符号化
を行うとともに、それに電子透かし埋め込みに関する鍵
情報を多重化した信号である映像ＥＳｋを生成する。映
像ＥＳｋは、図７における映像ＥＳと同じ構造になって
いる。また、次段の映像パケット化回路１０で映像ＥＳ
ｋにＰＥＳＨ（図５参照）を付加し、映像ＰＥＳｔｋを
生成する。ＴＳ多重化回路は、当該回路に供給された映
像ＰＥＳｔｋ、音声ＰＥＳｔを多重化して多重化信号Ｔ
Ｓｔｋにする。

【００４２】図９は、図７中の映像エンコーダ９の一例
の構成をブロック図にて示している。図９において、１
５はスライス符号化器、１６はピクチャー符号化器、１
７はＥＳ符号化器、１８はバッファメモリ、および１９
はレート制御回路である。

【００４３】図９に示す映像エンコーダでは、まず、映
像信号Ｖｔは、スライス符号化器１５においてスライス
に分割され、ＭＰＥＧ２符号化方式に従い、スライスご
とのスライスストリームを発生する。スライスストリー
ムは、図６に示すスライス層におけるストリームであ
る。ピクチャー符号化器１６は、スライス符号化器１５
から供給されるスライスストリームの１ピクチャー分を
まとめ、ピクチャーヘッダを付加してピクチャーストリ
ームとして出力する。得られたピクチャーストリーム
は、図６に示すピクチャー層におけるストリームであ
る。ＥＳ符号化器１７は、ピクチャーストリームにＧＯ
Ｐヘッダ、シーケンスヘッダ、ＳＥＣを付加し、図６の
構成の映像ＥＳを生成する。

【００４４】バッファメモリ１８はこの映像ＥＳを一旦
蓄え、バッファメモリの占有量をレート制御情報として
出力する。レート制御回路１９はバッファメモリ１８か
らのレート制御情報に応じて、量子化係数情報を生成し
てスライス符号化器１５にフィードバックする。

【００４５】図１０は、図８中の電子透かし用映像エン
コーダ１４の第１の構成例（第２の構成例については後
述する）をブロック図にて示している。図１０において
は、上述した図９中のピクチャー符号化器１６が電子透
かし用ピクチャー符号化器２０に置き換えられたことお
よび鍵情報生成回路２１が追加されたことを除いて、図
９の回路構成と同じである。鍵情報生成回路２１は、入
力される映像信号Ｖｔを分析し、電子透かしの方式（種
類）と埋め込みビット位置を示す電子透かし埋め込みの
ための鍵情報を生成し、電子透かし用ピクチャー符号化
器２０に供給する。ここに、電子透かし用ピクチャー符
号化器２０は、１ピクチャー分のスライスストリームに
鍵情報を多重して、鍵情報入りのピクチャーストリーム
を出力する。ＥＳ符号化器１７の出力である映像ＥＳｋ
は、埋め込み鍵情報入りの映像ＥＳを示している。

【００４６】図１１は、図１０中の電子透かし用ピクチ
ャー符号化器２０の一例の構成をブロック図にて示して
いる。ピクチャーストリームは、図６に示すように、１
ピクチャーごとのスライスストリームをまとめ、それに
ピクチャーヘッダを付加したものであるが、前述したよ
うに、ピクチャーヘッダと最初のスライスとの間にユー
ザデータを挿入することができる。本発明の第１の実施
形態例では、このユーザデータを利用して送信側から受
信者側へ鍵情報を伝送する。

【００４７】図１１において、ユーザデータ生成回路２
２は、入力された鍵情報に応じてＭＰＥＧ２の符号化方
式に従ったユーザデータビット列を生成し、ピクチャー
ストリーム合成回路２３に供給する。また、ピクチャー
ヘッダ生成回路２４ではＭＰＥＧ２符号化データ作成の
ための符号化方式に従い、ピクチャーヘッダビット列を
生成し、上記ユーザデータビット列と同様ピクチャース
トリーム合成回路２３に供給する。ピクチャーストリー
ム合成回路２３は、スライスストリームの１ピクチャー
分をまとめ、これにピクチャーヘッダ生成回路２４から
のピクチャーヘッダビット列とユーザデータ生成回路２
２からのユーザデータビット列とを付加し、鍵情報入り
ピクチャーストリームを出力する。

【００４８】以上のようにして得られた電子透かしの鍵
情報入りピクチャーストリームは、図１０に示す電子透
かし用映像エンコーダの出力においてＥＳｋ（図８参
照）で表される映像となり、さらに、図３に示されるよ
うに、スクランブルがかけられ送信される。

【００４９】次に、受信者側の設備について説明する。
本発明においては、上述した鍵情報を利用して電子透か
しを埋め込むように受信装置が構成されている。

【００５０】図１２は、図４中の電子透かし埋め込み回
路８の一例の構成例をブロック図にて示している。図１
２において、２５はＴＳｒｋ多重分離回路、２６は開始
または終了コード検出回路、２７は埋め込み制御回路、
２８はユーザデータ分離回路、２９は埋め込み処理回
路、および３０はＴＳｒｋ多重化回路である。図１２に
示す回路の動作は次のようである。まず、ＴＳｒｋ信号
がＴＳｒｋ多重分離回路２５に供給されてＴＳｒヘッダ
（以下、ＴＳｒＨと記す）、映像ＰＥＳｒｋおよび音声
ＰＥＳｒ（図５参照）に分離される。開始または終了コ
ード検出回路２６においては、その回路の入力信号であ
る映像ＰＥＳｒｋからＳＨＣ，ＧＳＣ，ＰＳＣ，ＳＳ
Ｃ，ＳＥＣおよびＵＤＳＣからなる開始または終了コー
ド情報を検出し、検出した開始または終了コード情報を
埋め込み制御回路２７とユーザデータ分離回路２８に供
給する。

【００５１】ユーザデータ分離回路２８は、供給された
開始または終了コード情報のうちＵＤＳＣで始まる、ユ
ーザデータビット列を映像ＰＥＳｒｋから検出し、埋め
込み制御回路２７に供給する。ユーザデータビット列に
は電子透かしの鍵情報が含まれているので、スクランブ
ルが解かれた状態で外に漏れるのを防ぐため、映像ＰＥ
Ｓｒｋに含まれるユーザデータの部分を無関係のビット
列に置き換えて、鍵情報を含まない映像ＰＥＳｒとして
出力する。

【００５２】埋め込み制御回路２７は、開始または終了
コード検出回路２６から供給される開始または終了コー
ド情報のうちＳＳＣで始まるスライス層において、ユー
ザデータ分離回路２８から供給されるユーザデータビッ
ト列が示す、電子透かしの埋め込み方式、埋め込みビッ
ト位置に応じて、電子透かし情報を発生する。なお、鍵
情報を別媒体で伝送する場合は、受信した鍵情報から電
子透かし情報を発生する。

【００５３】埋め込み処理回路２９では、埋め込み制御
回路２７から供給される電子透かし情報に従って、映像
ＰＥＳｒに電子透かしを埋め込み、映像ＰＥＳｒｗとし
て出力する。また、ＴＳｒｋ多重化回路３０からは、当
該回路に供給されるＴＳｒＨ、映像ＰＥＳｒｗおよび音
声ＰＥＳｒが多重され、電子透かしが埋め込まれたトラ
ンスポートストリームＴＳｒｗを出力する。

【００５４】図１３は、図１２に示す回路によって電子
透かしが埋め込まれるブロックの構造を示している。図
１３においては、図１２中の埋め込み制御回路２７から
供給される電子透かし情報に基づいて電子透かしが埋め
込まれるスライスのひとつが示されている。スライスの
最初には３２ビットのＳＳＣがあり、スライスの最後に
は通常０〜７ビットのゼロスタッフィングビット（以
下、ＺＳＢと記す）がある。これは、スライスの長さは
バイト単位でなければならないためである。本例では、
ユーザデータビット列に含まれる電子透かしの鍵情報に
基づいて電子透かしを埋め込むようにしている。この場
合、図１３において、鍵情報に応じたビット位置、ま
た、鍵情報に応じたビット数の透かしを、埋め込み鍵情
報に応じた方式で、受信機ＩＤに対応する電子透かしを
埋め込む。以上で、本発明による電子透かし埋め込み方
法ないし装置についての、第１の実施形態についての説
明を終わる。

【００５５】次に、送信側における電子透かしの鍵情報
の多重方法を異にした本発明の実施形態について説明す
る。図１４は、図８中の電子透かし用映像エンコーダ１
４の第２の構成例をブロック図にて示している。

【００５６】図１４においては、上述した図９中のピク
チャー符号化器１６が電子透かし用ピクチャー分析符号
化器３１に置き換えられたことを除いて、図９の回路構
成と同じである。ここに、電子透かし用ピクチャー分析
符号化器３１は、受信者側で埋め込む電子透かしの方式
（種類）と埋め込みビット位置を示す電子透かし埋め込
みのための鍵情報を生成し、ピクチャーストリームに多
重して、鍵情報入りのピクチャーストリームを出力す
る。ＥＳ符号化器１７の出力である映像ＥＳｋは、埋め
込み鍵情報入りの映像ＥＳを示している。

【００５７】図１５は、図１４中の電子透かし用ピクチ
ャー分析符号化器３１の一例の構成をブロック図にて示
している。図１５においては、上述した図１１中のユー
ザデータ生成回路２２に入力される鍵情報を作成する回
路として鍵情報作成回路３２が追加されていることを除
いて、図１１の回路構成と同じである。

【００５８】図１５において、鍵情報作成回路３２は、
入力されるスライスストリームを分析し、電子透かしの
埋め込み方式（種類）および埋め込みビット位置を示す
鍵情報を出力する。ユーザデータ生成回路２２は、入力
された鍵情報に応じてＭＰＥＧ２の符号化方式に従った
ユーザデータビット列を生成し、ピクチャーストリーム
合成回路２３に供給する。以降の動作は図１１の場合と
同じである。なお、鍵情報作成回路３２は、入力される
スライスストリームを直接分析するのではなく、ある程
度デコードしてから分析するようにしてもよい。

【００５９】以上のようにして得られた電子透かしの鍵
情報入りピクチャーストリームは、図１４に示す電子透
かし用映像エンコーダの出力においてＥＳｋ（図８参
照）で表される映像となり、さらに、図３に示されるよ
うに、スクランブルがかけられ送信される。

【００６０】最後に、以上のようにして電子透かしを埋
め込んだＴＳから、その電子透かしを抽出する場合の電
子透かし抽出装置につき説明する。電子透かし抽出装置
は電子透かし情報を作成した著作権者側で用いる装置で
あるため、その基本構成は本願人の出願に係る特願平１
０−１４４２３７号明細書記載の「電子透かし抽出装
置」と変わるところはない。図１６は、電子透かし抽出
装置の一例の構成をブロック図にて示している。図１６
において、３３はＴＳ多重分離回路、３４は開始または
終了コード検出回路、３５は検出制御回路、３６は電子
透かし抽出回路、および３７は遅延回路である。

【００６１】本例の電子透かし抽出装置においては、ま
ず、図１２に示す本発明による電子透かし埋め込み回路
によって電子透かしが埋め込まれた信号ＴＳｒｗが受信
され、ＴＳ多重分離回路３３において、ＴＳｒＨ、映像
ＰＥＳｒｗ、および音声ＰＥＳｒに分離される。電子透
かしは映像ＰＥＳｒ（図１２参照）に埋め込まれ、映像
ＰＥＳｒｗとなっているから、以下では、映像ＰＥＳｒ
ｗの処理についてのみ説明する。

【００６２】まず、開始または終了コード検出回路３４
において当該回路に供給された映像ＰＥＳｒｗからＳＨ
Ｃ，ＳＥＣ，ＧＳＣ，ＰＳＣおよびＳＳＣを検出し、こ
れらコード信号を開始または終了コード情報として出力
する。次段の検出制御回路３５では、図３に示す電子透
かし用ＭＰＥＧ２エンコーダ７において生成した埋め込
み制御情報に従い、開始または終了コード情報から、送
信側で決められた電子透かしが埋め込まれているスライ
スを示す検出制御情報を生成する。電子透かし抽出回路
３６は、検出制御回路３５によって得られた検出制御情
報から電子透かし埋め込み位置を検出し、埋め込みに用
いたテーブルを用い、埋め込まれている電子透かしのビ
ット列を電子透かし情報に変換して最終的な出力にす
る。なお、図１６中の遅延回路３７は、検出制御情報を
生成する回路系と映像ＰＥＳｒｗの回路系の両回路系の
タイミングを合わせるためのものである。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信機等のＩＤ情報を埋め込む電子透かし埋め込みのた
めの鍵情報をＴＳに多重して送ることができるため、受
信機で埋め込む電子透かしの方式や埋め込み位置のバリ
エーションが豊富になり、悪意による電子透かしの除
去、改ざんなどに対する耐性が強い電子透かしを実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＭＰＥＧ２符号化を用いたデジタル放送シス
テムの放送局側の設備の構成例をブロック図にて示して
いる。

【図２】 ＭＰＥＧ２符号化を用いたデジタル放送シス
テムの受信者側の設備の構成例をブロック図にて示して
いる。

【図３】 本発明による電子透かし埋め込みが行われる
デジタル放送システムの放送局側の設備の構成例をブロ
ック図にて示している。

【図４】 本発明による電子透かし埋め込みが行われる
デジタル放送システムの受信者側の設備の構成例をブロ
ック図にて示している。

【図５】 ＭＰＥＧ２システムのデータストリームの構
成例の一部を示している。

【図６】 ＭＰＥＧ２標準による符号化画像情報の構造
を示している。

【図７】 図１中のＭＰＥＧ２エンコーダの構成をブロ
ック図にて示している。

【図８】 図３中の電子透かし用ＭＰＥＧ２エンコーダ
の一例の構成をブロック図にて示している。

【図９】 図７中の映像エンコーダの一例の構成をブロ
ック図にて示している。

【図１０】 図８中の電子透かし用映像エンコーダの第
１の構成例をブロック図にて示している。

【図１１】 図１０中の電子透かし用ピクチャー符号化
器の一例の構成をブロック図にて示している。

【図１２】 図４中の電子透かし埋め込み回路の一例の
構成をブロック図にて示している。

【図１３】 図１２に示す回路によって電子透かしが埋
め込まれるブロックの構造を示している。

【図１４】 図８中の電子透かし用映像エンコーダの第
２の構成例をブロック図にて示している。

【図１５】 図１４中の電子透かし用ピクチャー分析符
号化器の一例の構成をブロック図にて示している。

【図１６】 電子透かし抽出装置の一例の構成をブロッ
ク図にて示している。

【符号の説明】

１ ＭＰＥＧ２エンコーダ ２ スクランブラ ３ 送信機 ４ 受信機 ５ デスクランブラ ６ ＭＰＥＧ２デコーダ ７ 電子透かし用ＭＰＥＧ２エンコーダ ８ 電子透かし埋め込み回路 ９ 映像エンコーダ １０ 映像パケット化回路 １１ 音声エンコーダ １２ 音声パケット化回路 １３ ＴＳ多重化回路 １４ 電子透かし用映像エンコーダ １５ スライス符号化器 １６ ピクチャー符号化器 １７ ＥＳ符号化器 １８ バッファメモリ １９ レート制御回路 ２０ 電子透かし用ピクチャー符号化器 ２１ 鍵情報生成回路 ２２ ユーザデータ生成回路 ２３ ピクチャーストリーム合成回路 ２４ ピクチャーヘッダ生成回路 ２５ ＴＳｒｋ多重分離回路 ２６ 開始または終了コード検出回路 ２７ 埋め込み制御回路 ２８ ユーザデータ分離回路 ２９ 埋め込み処理回路 ３０ ＴＳｒｋ多重化回路 ３１ 電子透かし用ピクチャー分析符号化器 ３２ 鍵情報作成回路 ３３ ＴＳ多重分離回路 ３４ 開始または終了コード検出回路 ３５ 検出制御回路 ３６ 電子透かし抽出回路 ３７ 遅延回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/24 ９Ａ００１ (72)発明者 苗村 昌秀 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 伊藤 泰雅 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 福田 淳 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 和泉 ▲吉▼則 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Ｆターム(参考） 5B017 AA06 BA05 BA07 BB03 CA06 CA07 CA09 CA16 5C059 KK43 MA00 RB02 RC00 RC32 SS30 UA01 UA04 5C063 AB07 AC01 AC05 BA20 CA23 DA07 5C076 AA40 5J104 AA14 NA12 NA14 NA15 9A001 BB06 EE03 EE04 EZ02 GZ03 HH27 HH30 HH31 KK41 KK42 KK43 KK56 KK60 LL03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側においては、 電子透かしを埋め込もうとするデータ列または該データ
   列を圧縮符号化した圧縮符号化データストリームを分析
   し、 該分析した分析結果に基づいて決定した電子透かしの方
   式と埋め込みビット位置を示す鍵情報を生成し、 該生成した鍵情報と前記圧縮符号化データストリームと
   を送信し、 受信側においては、 受信した圧縮符号化データストリームに受信した鍵情報
   に従って電子透かしを埋め込むの少なくとも前記各ステ
   ップを含んでなることを特徴とする電子透かし埋め込み
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子透かし埋め込み方法
   において、前記圧縮符号化データストリームはＭＰＥＧ
   ２トランスポートストリームであり、前記電子透かしの
   方式と埋め込みビット位置は、ともに電子透かしを埋め
   込んでもデコーダの動作に破綻を来さず、デコードされ
   た映像の画質および音声の音質に影響を可及的に与えな
   い前記方式と前記ビット位置であることを特徴とする電
   子透かし埋め込み方法。
3. 【請求項３】 電子透かしを埋め込もうとするデータ列
   または該データ列を圧縮符号化した圧縮符号化データス
   トリームを分析する手段、 該手段によって分析した分析結果に基づいて決定した電
   子透かしの方式と埋め込みビット位置を示す鍵情報を生
   成する手段、および該手段によって生成した鍵情報を送
   信する手段を少なくとも具えてなることを特徴とする電
   子透かし埋め込み制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の電子透かし埋め込み制御
   装置において、前記圧縮符号化データストリームは、Ｍ
   ＰＥＧ２トランスポートストリームであることを特徴と
   する電子透かし埋め込み制御装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の電子透かし埋め
   込み制御装置において、前記鍵情報を送信する手段は、
   前記鍵情報を前記圧縮符号化データストリームに多重化
   して送信する手段であることを特徴とする電子透かし埋
   め込み制御装置。
6. 【請求項６】 請求項３または４記載の電子透かし埋め
   込み制御装置において、前記鍵情報を送信する手段は、
   前記鍵情報を前記圧縮符号化データストリームの伝送媒
   体とは異なる伝送媒体を用いて送信する手段であること
   を特徴とする電子透かし埋め込み制御装置。
7. 【請求項７】 受信された多重化圧縮符号化データスト
   リームから圧縮符号化データストリームを再生するとと
   もに、同じく受信された多重化圧縮符号化データストリ
   ームから鍵情報を抽出するそれぞれ再生および抽出手
   段、および該再生手段によって再生した圧縮符号化デー
   タストリームに前記抽出手段によって抽出した鍵情報に
   従って電子透かしを埋め込む手段を少なくとも具えてな
   ることを特徴とする電子透かし埋め込み装置。
8. 【請求項８】 圧縮符号化データストリームを受信する
   手段、鍵情報を受信する手段、および受信した前記圧縮
   符号化データストリームに受信した前記鍵情報に従って
   電子透かしを埋め込む手段を少なくとも具えてなること
   を特徴とする電子透かし埋め込み装置。